Геоинформационное моделирование чрезвычайных ситуаций, связанных сразливом рек в сезон тайфунов

Объект исследования ГИС – город Тхайнгуен

Предмет исследования ГИС – пространственные закономерности затопления территории

Метод исследования –геоинформационное и математическое моделирование

Актуальность - Глобальное изменение климата на планете является одной из самых актуальных проблем, стоящих перед человечеством в XXI в. Из-за изменения климата управление природными ресурсами, прогноз стихийных бедствий становились трудными делами, так как тайфуны и засухи появляются нерегулярно, и проявляются с большой интенсивностью. Во Вьетнаме тайфун часто сопровождается наводнением. Прогнозы наводнения из-за тайфуна пока еще не подробны, так как в прогнозе показывается какие провинции будет наводнение, а мы не знаем, когда будет наводнение после тайфуна (время задержки), на сколько метров превышать уровень воды и какие районы самые опасные при наводнении.  Моделированием речной сети с применением ГИС-технологии является инструментом для решения такие вопросы.

Геоинформационная система (ГИС) - это информационная система, обеспечивающая сбор, хранение, обработку, анализ, распространение и визуализацию данных распределенных как в пространстве, так и во времени. В настоящее время ГИС является полезным и важным инструментом в области гидрологии и управления водными ресурсами. Известно, что определение гидрографических характеристик водных объектов, таких как площадь водосбора, длина реки, количество притоков, их порядок, площадь зеркала озер и водохранилищ, а также создание картосхем водных объектов и их бассейнов в заданном масштабе, представляет собой довольно трудоемкую задачу. Использование ГИС-технологий позволяет не только быстрее и с большей точностью определять эти показатели, но и расширить возможности создания баз данных, содержащих различную гидрологическую информацию (гидрографические и режимные характеристики водных объектов). Такие показатели являются начальными параметрами для построения модели формирования стока реки и гидравлической модели. Наоборот, результат моделирования визуализируются в ГИС.

 Цели – Разработка концепции и предложения с точки зрения геоинформационного обеспечения для построения модели речной сети в городе Тхайнгуен для прогноза наводнения и управление безопасности судоходства при прохождении тайфунов или тропических депрессий.

ВВЕДЕНИЕ.. 3

I. ОПИСАНИЕ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ МОДЕЛЕЙ.. 5

1. Краткие определения о наводнении, затоплении, процесс формирования стока реки. 5

2. Описание программного обеспечения. 6

2.1 ArcGIS. 6

2.2 HEC-HMS. 7

2.3 HEC-RAS. 8

II. МЕТОДИКА МОДЕЛИРОВАНИЯ.. 9

1.      Технологическая схема. 9

2.      Математическое описание процессов. 10

3.      Сравнительный анализ советской модели и современной модели. 14

III. АПРОБАЦИЯ МЕТОДИКИ.. 17

1.      Географическое описание объекта исследования. 17

2.      Подбор материалов для построения модели. 18

2.1       Цифровая модель рельефа. 18

2.2       Почвенная карта. 19

2.3       Карта использования земель. 19

2.4       Гидрометеорология. 19

2.5       Ортофото. 20

3.      Вычислительные процессы.. 20

3.1       ArcGIS. 20

    3.1.1   Анализ ЦМР. 20

    3.1.3   Определение среднего количества осадков. 26

    3.1.4   Определение ширины русла реки. 27

3.2       HEC-HMS. 27

    3.2.1 Определение дополнительных параметров. 27

    3.2.2 Моделирование по начальным параметрам.. 29

    3.2.3 Калибровка гидрологических параметров. 30

3.3       HEC-RAS. 32

    3.3.1 Построение модели. 34

    3.3.2 Запуск модели и результат моделирования. 34

4.      Сравнение HEC-RAS и MIKE FLOOD.. 36

5.      Схема действия при получении данных прогноза тайфуна. 37

6.      Потребители продукции. 38

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.. 38

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ... 40

Обзор о наводнении

     https://geographyofrussia.com/navodnenie/  (дата обращения: 22.05.2017).

[2] Важные термины о наводнении

     http://www.ecosystema.ru/  (дата обращения: 22.05.2017).

[3] Введение в ArcGIS

     http://resources.arcgis.com/ru/help/getting-started/articles/026n00000014000000.htm  (дата обращения: 22.05.2017).

[4] Обзор Arc Hydro

     http://resources.arcgis.com/ru/communities/hydro/01vn0000000s000000.htm

     (дата обращения: 22.05.2017).

[5] Техническое справочное руководство HEC-HMS

     http://www.hec.usace.army.mil/software/hec-hms/documentation/HEC-HMS_Technical%20Reference%20Manual_(CPD-74B).pdf

(дата обращения: 22.05.2017).

[6] Справочное руководство HEC-RAS

     http://www.hec.usace.army.mil/software/hec-ras/documentation/HEC-RAS 5.0 Reference Manual.pdf    (дата обращения: 22.05.2017).

[7] Виноградов Ю.Б. Математическое моделирование процессов формирования стока. – Ленинград Гидрометеоиздат, 1988г.

[8] Географические условия в провинции Тхайнгуен – Вьетнам

     http://baothainguyen.org.vn/tin-tuc/gioi-thieu-chung/khai-quat-ve-tinh-thai-nguyen-21117-154.html  (дата обращения: 22.05.2017).

[9] Обзор цифровой модели рельефа SRTM

     https://www2.jpl.nasa.gov/srtm/   (дата обращения: 22.05.2017).

[10] Обзор карты использования земель

     http://www.eorc.jaxa.jp/ALOS/en/lulc/lulc_vnm.htm  

     (дата обращения: 22.05.2017).

[11] Таблица коэффициента неровности (Manning's n Values)

       http://ce531.groups.et.byu.net/syllabus/Documents/Manning.pdf

      (дата обращения: 22.05.2017).

[12] Эффект Кориолиса

    http://dic.academic.ru/dic.nsf/ecolog/6679/%D0%A1%D0%98%D0%9B%D0%90

      (дата обращения: 22.05.2017).

[13] Обзор MIKE FLOOD

      http://www.volgaltd.ru/rus/programs/vodnye-resursy/mike-flood.html

      (дата обращения: 22.05.2017).